(57)【要約】      （修正有）【課題】中間ロック機構を備えた可変バルブタイミング装置（ＶＣＴ）において、ロック制御したロックピンの突出具合を確認できるようにする。【解決手段】可変バルブタイミング装置１８は、ロックピン５８が所定量以上突出した状態でのＶＣＴ位相制御特性と、ロックピン５８が突出していない状態でのＶＣＴ位相制御特性とが異なり、ロックモード中にロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない場合に、ロックピン１８が所定量以上突出しているときのカムトルクによるＶＣＴ位相の変動が、該ロックピン１８が突出していないときと比べて大きくなるように構成されている。これにより、ロックモード中にロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない場合に、その原因が、ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致であるのか、ロックピン５８の突出不良であるのかをＶＣＴ位相の変動が大きいか小さいかで判別できる。【選択図】図４
2010255496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「ＶＣＴ位相」という）を変化させてバルブタイミングを調整する油圧駆動式の可変バルブタイミング装置と、ＶＣＴ位相をその調整可能範囲に位置する中間ロック位相でロックするロックピンと、前記可変バルブタイミング装置及び前記ロックピンを駆動する油圧を制御する油圧制御装置とを備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
前記ロックピンが所定量以上突出した状態でのＶＣＴ位相制御特性と該ロックピンが突出していない状態でのＶＣＴ位相制御特性とを異ならせる制御特性可変手段と、
ロック要求が発生したときに前記ロックピンを突出させるように前記油圧制御装置を制御するロック制御を実行し且つ前記ロック要求が解除されるまでロック状態を保持するロックモードを継続するロック制御手段と、
前記ロックモード中に前記ＶＣＴ位相の挙動に基づいて前記ロックピンの突出具合を判定するロックピン突出具合判定手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記制御特性可変手段は、前記ＶＣＴ位相を進角側又は遅角側に駆動するための作動油が供給される油圧室に連通手段を設け、前記ロックピンが所定量以上突出した状態になっているときに、前記油圧室が前記連通手段を介して外部と連通することで、前記ロックモード中に前記ロックピンがロック穴に嵌まり込んでいない場合に、前記ロックピンが所定量以上突出した状態になっているときの前記カム軸のトルクによるＶＣＴ位相の変動が、該ロックピンが突出していない状態のときと比べて大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項３】
前記ロックピン突出具合判定手段は、前記ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値以下である状態が続く場合には前記ロックピンが前記ロック穴に嵌まり込んだロック状態であると判定する手段と、前記ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値よりも大きい第２判定値以上である状態が続く場合には前記ロックピンが所定量以上突出しただけで前記ロックピンが前記ロック穴に嵌まり込んでいないと判定する手段と、前記ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が前記第１判定値と前記第２判定値との範囲内である状態が続く場合には前記ロックピンの突出不良と判定する手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項４】
前記ロックピン突出具合判定手段は、油温、冷却水温、内燃機関回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて前記第１判定値及び前記第２判定値を設定する手段を有することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項５】
前記ロックモード中にＶＣＴ位相が前記中間ロック位相であるか否かを判定し、その判定結果と前記ロックピン突出具合判定手段により判定した前記ロックピンの突出具合とに基づいてロック成功とロック失敗とを判別する手段と、ロック失敗と判定したときに前記ロック制御手段によるロック制御を再実行する手段とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項６】
前記ロックピン突出具合判定手段は、前記ロックモード中に前記ロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判断したときにＶＣＴ位相を最遅角位相又は最進角位相に制御する手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項７】
前記ロックピン突出具合判定手段は、前記ロックモード中に前記ロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判断したときにアイドル回転速度を上昇させる手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項８】
前記ロックピン突出具合判定手段は、前記ロックモード中に前記ロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できると判断したときにＶＣＴ位相を前記中間ロック位相に制御する手段を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項９】
前記ロックピン突出具合判定手段は、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを、油温又は冷却水温が所定範囲内であるか否かで判定する手段を有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項１０】
前記ロックピン突出具合判定手段により前記ロックピンの突出不良が検出されたときにそれを運転者に警告する警告手段を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「ＶＣＴ位相」という）をその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックする中間ロック機構を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、油圧駆動式の可変バルブタイミング装置においては、特許文献１（特開平９−３２４６１３号公報）、特許文献２（特開２００１−１５９３３０号公報）に記載されているように、エンジン停止時のロック位相をＶＣＴ位相の調整可能範囲の略中間に設定して、バルブタイミング（ＶＣＴ位相）の調整可能範囲を拡大するようにしたものがある。このものは、エンジン停止時にロックする中間ロック位相を始動に適した位相に設定して、この中間ロック位相で始動し、始動完了後にロックを解除してＶＣＴ位相をエンジン運転状態に応じて設定した目標ＶＣＴ位相に制御するようにしている。吸気バルブの可変バルブタイミング装置では、例えば、定常走行時等の低負荷時には、吸気バルブタイミングを遅角側で制御し、加速時等の高負荷時には、吸気バルブタイミングを進角側で制御するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２４６１３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５９３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、中間ロック機構を備えた可変バルブタイミング装置では、ロック要求が発生したときにロックピンが正常にロック動作しない異常事態が発生することも想定する必要がある。例えば、ロックピンが正常にロック動作しない異常事態が発生しても、ロック解除状態で行う通常の可変バルブタイミング制御には支障がないため、異常判定が難しい。      
【０００５】
また、エンジンの始動は、ＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックした状態で行うことを前提としているため、ロック要求に応じてロックピンが正常にロック動作しない異常事態が発生すると、始動性が悪化したり、始動後のアイドル安定性が悪化する。従って、ロック要求に応じてロックピンが正常にロック動作しない異常事態が発生した場合は、その異常事態を早急に検出する機能を持たせる必要がある。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ロック制御したロックピンの突出具合を確認できる技術を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「ＶＣＴ位相」という）を変化させてバルブタイミングを調整する油圧駆動式の可変バルブタイミング装置と、ＶＣＴ位相をその調整可能範囲に位置する中間ロック位相でロックするロックピンと、前記可変バルブタイミング装置及び前記ロックピンを駆動する油圧を制御する油圧制御装置とを備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、前記ロックピンが所定量以上突出した状態でのＶＣＴ位相制御特性と該ロックピンが突出していない状態でのＶＣＴ位相制御特性とを異ならせる制御特性可変手段と、ロック要求が発生したときに前記ロックピンを突出させるように前記油圧制御装置を制御するロック制御を実行し且つ前記ロック要求が解除されるまでロック状態を保持するロックモードを継続するロック制御手段と、前記ロックモード中に前記ＶＣＴ位相の挙動に基づいて前記ロックピンの突出具合を判定するロックピン突出具合判定手段とを備えた構成としたものである。なお、中間ロック位相は、調整可能範囲に位置すれば良く、例えば、調整可能範囲の中間に位置しても良いし、中間の位置に対して進角側、遅角側に設けるようにしても良い。
【０００８】
この場合、ロックピンが所定量以上突出した状態でのＶＣＴ位相制御特性と該ロックピンが突出していない状態でのＶＣＴ位相制御特性とが異なるように構成されているため、ロックモード中にロックピンが所定量以上突出しているか否かでＶＣＴ位相制御特性が異なってＶＣＴ位相の挙動が異なってくる。これにより、ロックモード中にＶＣＴ位相の挙動に基づいてロックピンが所定量以上突出しているか否かを判定することが可能となり、ロックモード中にロックピンの突出具合を確認することができる。
【０００９】
具体的には、請求項２のように、前記制御特性可変手段は、ＶＣＴ位相を進角側又は遅角側に駆動するための作動油が供給される油圧室（進角室又は遅角室）に連通手段を設け、ロックピンが所定量以上突出した状態になっているときに、前記油圧室が前記連通手段を介して外部と連通することで、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいない場合に、ロックピンが所定量以上突出しているときのカム軸のトルクによるＶＣＴ位相の変動が、該ロックピンが突出していないときと比べて大きくなるように構成すれば良い。このように構成すれば、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいない場合に、その原因が、ロックピンとロック穴との位相の不一致であるのか、ロックピンの突出不良（引っ込み放し）であるのかを、ＶＣＴ位相の変動が大きいか小さいかで判別することができる。
【００１０】
この場合、請求項３のように、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値以下である状態が続く場合には、ロックピンがロック穴に嵌まり込んだロック状態であると判定し、また、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値よりも大きい第２判定値以上である状態が続く場合には、ロックピンが所定量以上突出しただけでロックピンがロック穴に嵌まり込んでいない（ロックピンとロック穴との位相の不一致）と判定し、また、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が前記第１判定値と前記第２判定値との範囲内である状態が続く場合にはロックピンの突出不良と判定するようにすれば良い。このようにすれば、ロックモード中のＶＣＴ位相の変動に基づいて、ロック状態と、ロック失敗（ロックピンとロック穴との位相の不一致）と、ロックピンの突出不良（引っ込み放し）とを簡単に判別することができる。
【００１１】
また、請求項４のように、油温、冷却水温、内燃機関回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて前記第１判定値及び前記第２判定値を設定すれば良い。油温や冷却水温に応じて作動油の粘性（流動抵抗）が変化して可変バルブタイミング装置の油圧室に供給する油圧が変化するため、油温や冷却水温に応じてＶＣＴ位相の変動幅が変化する。また、内燃機関回転速度に応じて作動油を汲み上げるオイルポンプの回転速度（吐出量）が変化して油圧が変化するため、内燃機関回転速度に応じてＶＣＴ位相の変動幅が変化する。従って、油温、冷却水温、内燃機関回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて前記第１判定値及び前記第２判定値を設定すれば、前記第１判定値及び前記第２判定値を、作動油の粘性やオイルポンプの回転速度（吐出量）に応じた適正な値に設定することができる。
【００１２】
また、請求項５のように、ロックモード中にＶＣＴ位相が中間ロック位相であるか否かを判定し、その判定結果と前記ロックピン突出具合判定手段により判定したロックピンの突出具合とに基づいてロック成功とロック失敗とを判別し、ロック失敗と判定したときにロック制御手段によるロック制御を再実行するようにすると良い。このようにすれば、ロックピンとロック穴との位相の不一致によるロック失敗が発生した場合に、ロック制御を再実行することで、ロックピンとロック穴との位相を一致させてロックピンのロック動作を成功させることが可能である。この際、ロック制御の再実行回数は、１回のみでも良いし、ロックピンのロック動作が成功するまでロック制御の再実行を予め設定した最大回数を越えない範囲で繰り返すようにしても良い。
【００１３】
また、請求項６のように、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判断したときにＶＣＴ位相を最遅角位相又は最進角位相に制御するようにしても良い。要するに、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判定した場合は、アイドル時にＶＣＴ位相を中間ロック位相に制御することが困難であるため、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合には、ＶＣＴ位相を最遅角位相又は最進角位相に制御することで、必要最低限の始動性やアイドル安定性を確保するものである。
【００１４】
また、請求項７のように、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判断したときにアイドル回転速度を上昇させるようにしても良い。アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判定した場合でも、アイドル回転速度を上昇させれば、アイドル時のオイルポンプの回転速度を上昇させて、ＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できる可能性がある。
【００１５】
また、請求項８のように、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できると判断したときにＶＣＴ位相を中間ロック位相に制御するようにすれば良い。アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できる場合は、ロックピンが突出しない異常事態が発生していても、ＶＣＴ位相を中間ロック位相に制御することで、ＶＣＴ位相を中間ロック位相に保持することができる。
【００１６】
この場合、請求項９のように、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを、油温又は冷却水温が所定範囲内であるか否かで判定するようにしても良い。例えば、油温、冷却水温が低い領域では、作動油の粘性（流動抵抗）が大きくなり、油圧を確保できる場合がある。
【００１７】
また、請求項１０のように、ロックピンの突出不良が検出されたときに、それを運転者に警告する警告手段を設けた構成としても良い。このようにすれば、ロックピンの突出不良が発生したときには、それを早期に運転者に警告することができ、ロックピンの突出不良の発生を運転者が知らずに長期間放置されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明の一実施例を示す制御システム全体の概略構成図である。
【図２】図２は可変バルブタイミング装置と油圧制御回路の構成を説明する縦断側面図である。
【図３】図３は可変バルブタイミング装置の縦断正面図である。
【図４】図４（ａ）はロックピンが突出していない状態を説明する模式図、（ｂ）はロックピンが所定量以上突出した状態を説明する模式図である。
【図５】図５（ａ）はロック制御によりロックピンのロックが成功した場合のＶＣＴ位相の挙動を示すタイムチャート、（ｂ）はロック制御によりロックピンが所定量以上突出したもののロックピンのロックが失敗した場合のＶＣＴ位相の挙動を示すタイムチャート、（ｃ）はロックピンが突出しなかった場合のＶＣＴ位相の挙動を示すタイムチャートである。
【図６】ＶＣＴ位相の変動の大きさと第１判定値と第２判定値とロックピンの突出具合との関係を説明する図である。
【図７】ロック異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】フェイルセーフ処理ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態を吸気バルブの可変バルブタイミング装置に適用して具体化した一実施例を説明する。
図１に示すように、内燃機関であるエンジン１１は、クランク軸１２からの動力がタイミングチェーン１３により各スプロケット１４，１５を介して吸気側カム軸１６と排気側カム軸１７とに伝達されるようになっている。但し、吸気側カム軸１６には、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の進角量（ＶＣＴ位相）を調整する可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）が設けられている。
【００２０】
また、吸気側カム軸１６の外周側には、気筒判別のために特定のカム角でカム角信号パルスを出力するカム角センサ１９が設置され、一方、クランク軸１２の外周側には、所定クランク角毎にクランク角信号パルスを出力するクランク角センサ２０が設置されている。これらカム角センサ１９及びクランク角センサ２０の出力信号は、エンジン制御回路２１に入力され、このエンジン制御回路２１によって吸気バルブの実バルブタイミング（実ＶＣＴ位相）が演算されると共に、クランク角センサ２０の出力パルスの周波数（パルス間隔）に基づいてエンジン回転速度が演算される。また、エンジン運転状態を検出する各種センサ（吸気圧センサ２２、水温センサ２３、スロットルセンサ２４等）の出力信号がエンジン制御回路２１に入力される。
【００２１】
このエンジン制御回路２１は、上記各種センサで検出したエンジン運転状態に応じて燃料噴射制御や点火制御を行うと共に、可変バルブタイミング制御（位相フィードバック制御）を行い、吸気バルブの実バルブタイミング（実ＶＣＴ位相）を目標バルブタイミング（目標ＶＣＴ位相）に一致させるように可変バルブタイミング装置１８を駆動する油圧をフィードバック制御する。
【００２２】
次に、図２及び図３に基づいて可変バルブタイミング装置１８の構成を説明する。
可変バルブタイミング装置１８のハウジング３１は、吸気側カム軸１６の外周に回動自在に支持されたスプロケット１４にボルト３２で締め付け固定されている。これにより、クランク軸１２の回転がタイミングチェーン１３を介してスプロケット１４とハウジング３１に伝達され、スプロケット１４とハウジング３１がクランク軸１２と同期して回転する。
【００２３】
一方、吸気側カム軸１６の一端部には、ロータ３５がボルト３７で締め付け固定されている。このロータ３５は、ハウジング３１内に相対回動自在に収納されている。
【００２４】
図３に示すように、ハウジング３１の内部には、複数のベーン収容室４０が形成され、各ベーン収容室４０が、ロータ３５の外周部に形成されたベーン４１によって進角室４２と遅角室４３とに区画されている。少なくとも１つのベーン４１の両側部には、ハウジング３１に対するロータ３５（ベーン４１）の相対回動範囲を規制するストッパ部５６が形成され、このストッパ部５６によって実ＶＣＴ位相（カム軸位相）の調整可能範囲の最遅角位相と最進角位相が規制されている。ハウジング３１には、進角制御時にロータ３５を進角方向に相対回動させる油圧をばね力で補助するねじりコイルばね等のばね５５（図２参照）が設けられている。
【００２５】
可変バルブタイミング装置１８には、カム軸位相をその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックする中間ロック機構５０が設けられている。この中間ロック機構５０の構成を説明すると、いずれか１つ又は複数のベーン４１にロックピン収容孔５７が設けられ、このロックピン収容孔５７に、ハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）との相対回動をロックするためのロックピン５８が突出可能に収容され、このロックピン５８がスプロケット１４側に突出してスプロケット１４のロック穴５９に嵌り込むことで、カム軸位相がその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックされる。この中間ロック位相は、エンジン１１の始動に適した位相に設定されている。尚、ロック穴５９をハウジング３１に設けた構成としても良い。
【００２６】
図４に示すように、ロックピン５８は、スプリング６２（付勢手段）によってロック方向（突出方向）に付勢されている。また、ロックピン５８の外周部とロックピン収容孔５７との間には、ロックピン５８をロック解除方向に駆動する油圧を制御するためのロック解除用の油圧室６３が形成されている。スプリング６２を収容するスプリング収容室６４は、連通孔６５（ドレン孔）を介して大気側（ドレン側）に連通され、ロックピン５８の動きに応じてスプリング収容室６４内の空気やオイルが連通孔６５を介して自由に出入りできるように構成されている。
【００２７】
可変バルブタイミング装置１８は、ロックピン５８が所定量以上突出した状態でのＶＣＴ位相制御特性と、ロックピン５８が突出していない状態でのＶＣＴ位相制御特性とを異ならせる制御特性可変手段を備えている。具体的には、進角室４２を中間ロック機構５０のスプリング収容室６４に連通させる連通孔６６（連通手段）をロータ３５に形成し、図４（ａ）に示すように、ロックピン１８が突出していない状態になっているときには、連通孔６６とスプリング収容室６４との間の通路がロックピン５８によって遮断されて、進角室４２が大気側（ドレン側）に連通しない状態に維持され、図４（ｂ）に示すように、ロックピン５８が所定量以上突出した状態になっているときには、進角室４２が連通孔６６を介してスプリング収容室６４と連通して、進角室４２が大気側（ドレン側）と連通した状態となるように構成されている。この場合、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んだ状態になるまで突出しなくても、ロックピン５８の先端がロック穴５９の外周囲の内壁面に当接する位置まで突出すれば、ロックピン５８が所定量以上突出した状態になるように構成されている。
【００２８】
これにより、ロックモード中にロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない場合に、ロックピン１８が所定量以上突出しているときの吸気側カム軸１６のトルクによるＶＣＴ位相の変動が、該ロックピン１８が突出していないときと比べて大きくなるように構成されている。
【００２９】
本実施例では、可変バルブタイミング装置１８及びロックピン５８を駆動する油圧を制御する油圧制御装置は、可変バルブタイミング装置１８を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁２５と、ロックピン５８を駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁２６とを個別に有する構成となっている。位相制御用の油圧制御弁２５は、例えば５ポート・３ポジション型のスプール弁により構成され、ロック制御用の油圧制御弁２６は、例えば３ポート・２ポジション型のスプール弁により構成されている。
【００３０】
エンジン１１の動力によって駆動されるオイルポンプ２８により、オイルパン２７内のオイル（作動油）が汲み上げられて各油圧制御弁２５，２６に供給され、位相制御用の油圧制御弁２５によって可変バルブタイミング装置１８の進角室４２と遅角室４３に供給する油圧（オイル量）が制御され、ロック制御用の油圧制御弁２６によってロックピン５８をロック解除方向に駆動する油圧（オイル量）が制御される。位相制御用の油圧制御弁２５の入口ポート側には、オイルの逆流を防止する逆止弁２９が設けられている。
【００３１】
尚、位相制御用の油圧制御弁２５とロック制御用の油圧制御弁２６とを一体化した油圧制御弁を用いても良い。
【００３２】
エンジン制御回路２１は、特許請求の範囲でいう可変バルブタイミング制御手段として機能し、可変バルブタイミング制御（位相フィードバック制御）中に、エンジン運転条件に基づいて目標ＶＣＴ位相（目標バルブタイミング）を演算して、吸気側カム軸１６の実ＶＣＴ位相（吸気バルブの実バルブタイミング）を目標ＶＣＴ位相（目標バルブタイミング）に一致させるように位相制御用の油圧制御弁２５の制御デューティ（制御量）を例えばＰＤ制御等によりフィードバック制御して可変バルブタイミング装置１８の進角室４２と遅角室４３に供給する油圧をフィードバック制御する。
【００３３】
更に、エンジン制御回路２１は、特許請求の範囲でいうロック制御手段としても機能し、ロック要求が発生したときにロックピン５８を突出させるようにロック制御用の油圧制御弁２６を制御するロック制御を実行する。具体的には、図４（ａ）に示すように、ロック要求が発生したときに、ロックモード中の進角動作を見込んで目標ＶＣＴ位相を中間ロック位相よりも所定量遅角側の位相に設定して、実ＶＣＴ位相を遅角方向に駆動する遅角モードの制御を開始すると共に、中間ロック機構５０のロック解除用の油圧室６３の油圧を抜いて、スプリング６２によってロックピン５８をロック方向に付勢して突出させる。
【００３４】
実ＶＣＴ位相が中間ロック位相に一致しない状態では、図４（ｂ）に示すように、ロックピン５８の先端がロック穴５９の外周囲の内壁面に当接する位置まで突出するだけであるが、この状態になると、ロックピン５８が所定量以上突出した状態になって、進角室４２が連通孔６６を介してスプリング収容室６４と連通して、進角室４２が大気側（ドレン側）と連通した状態となる。
【００３５】
上記遅角モードの制御により、実ＶＣＴ位相が遅角方向に中間ロック位相を明らかに通り越したと判断した時点（例えば遅角モードの制御開始から所定時間が経過した時点）で、遅角モードからロックモードに切り替えて、実ＶＣＴ位相を徐々に進角させる。これにより、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相に一致したときに、ロックピン５８がロック穴５９に合致して、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んで、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされた状態となる。
【００３６】
更に、エンジン制御回路２１は、後述する図７のロック異常診断ルーチンを実行することで、ロックモード中に実ＶＣＴ位相の挙動に基づいてロックピン５８の突出具合を判定し、その判定結果に基づいて、ロック状態と、ロック失敗（ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致）と、ロックピン５８の突出不良（引っ込み放し）とを判別する。
【００３７】
前述したように、進角室４２を中間ロック機構５０のスプリング収容室６４に連通させる連通孔６６を設けることで、ロックモード中にロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない場合に、ロックピン１８が所定量以上突出しているときのカムトルクによるＶＣＴ位相の変動が、該ロックピン１８が突出していないときと比べて大きくなるように構成されている。これにより、ロックモード中にロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない場合に、その原因が、ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致であるのか、ロックピン５８の突出不良（引っ込み放し）であるのかを、ＶＣＴ位相の変動が大きいか小さいかで判別することができる。
【００３８】
具体的には、図６に示すように、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値以下である状態が続く場合には、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んだロック状態であると判定し、また、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値よりも大きい第２判定値以上である状態が続く場合には、ロックピン５８が所定量以上突出しただけでロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない（ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致）と判定し、また、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が前記第１判定値と前記第２判定値との範囲内である状態が続く場合にはロックピン５８の突出不良（引っ込み放し）と判定する。
【００３９】
以上説明したロックピン５８の突出具合の判定は、エンジン制御回路２１によって図７のロック異常診断ルーチンによって次のようにして実行される。
【００４０】
図７のロック異常診断ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいうロックピン突出具合判定手段として機能する。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、ロック要求が発生したか否かを判定し、ロック要求が発生していないと判定されれば、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
【００４１】
一方、上記ステップ１０１で、ロック要求が発生したと判定されれば、ステップ１０２に進み、ロック要求発生から所定時間経過したか否かで、遅角モードからロックモードに移行したか否かを判定する。ロック要求が発生すると、ロック制御ルーチン（図示せず）により、目標ＶＣＴ位相を中間ロック位相よりも所定量遅角側の位相に設定して、実ＶＣＴ位相を遅角方向に駆動する遅角モードの制御を開始すると共に、中間ロック機構５０のロック解除用の油圧室６３の油圧を抜いて、スプリング６２によってロックピン５８をロック方向に付勢して突出させ、ロック要求発生から所定時間経過後に遅角モードからロックモードに移行する。
【００４２】
上記ステップ１０２で、ロック要求発生から所定時間経過していないと判定されれば、まだロックモードに移行していないと判断して、そのまま本ルーチンを終了する。
【００４３】
その後、ロック要求発生から所定時間経過した時点で、ロックモードに移行したと判断して、ステップ１０２からステップ１０３に進み、第１判定値と第２判定値を、油温、冷却水温、エンジン回転速度のうちの少なくとも１つに基づいてマップ又は数式等により算出する。例えば、油温や冷却水温に応じてオイルの粘性（流動抵抗）が変化して可変バルブタイミング装置１８の進角室４２や遅角室４３に供給する油圧が変化するため、油温や冷却水温に応じてＶＣＴ位相の変動幅が変化する。また、エンジン回転速度に応じてオイルを汲み上げるオイルポンプ２８の回転速度（吐出量）が変化して油圧が変化するため、エンジン回転速度に応じてＶＣＴ位相の変動幅が変化する。従って、油温、冷却水温、エンジン回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて第１判定値及び第２判定値を設定すれば、第１判定値及び第２判定値を、オイルの粘性やオイルポンプ２８の回転速度（吐出量）に応じた適正な値に設定することができる。
【００４４】
この後、ステップ１０４に進み、ロックモード中のＶＣＴ位相の変動幅を算出する。この際、所定時間のＶＣＴ位相の変動幅の平均値を算出したり、なまし処理によりＶＣＴ位相の変動幅を算出しても良い。この後、ステップ１０５に進み、ＶＣＴ位相の変動幅が第１判定値以下（図６参照）であるか否かを判定し、ＶＣＴ位相の変動幅が第１判定値以下であれば、実ＶＣＴ位相が一定の位相に拘束されていると判断して、ステップ１０６に進み、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相近傍（中間ロック位相から所定範囲内）であるか否かを判定する。その結果、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相近傍と判定されれば、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んだロック状態であると判断して、ステップ１０７に進み、ロック完了と判定する。
【００４５】
これに対し、上記ステップ１０６で、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相近傍でないと判定されれば、ロックピン５８の先端がロック穴５９以外の箇所に引っ掛かって実ＶＣＴ位相が中間ロック位相以外の位相で拘束されていると判断して、ステップ１０８に進み、ロック穴外拘束と判定し、次のステップ１０９で、ロック制御を再実行する。この後、本ルーチンが起動されると、ステップ１０１で、ロック制御の再実行指令をロック要求発生と判定して、上述したステップ１０２以降の処理を繰り返す。
【００４６】
一方、上記ステップ１０５で、ＶＣＴ位相の変動幅が第１判定値以上と判定されれば、ステップ１１０に進み、ＶＣＴ位相の変動幅が第２判定値以上（図６参照）であるか否かを判定し、ＶＣＴ位相の変動幅が第２判定値以上であれば、ロックピン５８が所定量以上突出しただけでロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない（ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致）と判断する。そして、ステップ１１１に進み、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも進角側（大きい）か否かを判定し、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも進角側と判定されれば、ステップ１１２に進み、ロックピン５８がロック穴５９を素通りしたと判定する。また、上記ステップ１１１で、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも遅角側と判定されれば、ステップ１１３に進み、ロックピン５８がロック穴５９に未到達と判定する。この後、ステップ１０９に進み、ロック制御を再実行する。
【００４７】
このように、ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致によるロック失敗が発生した場合に、ロック制御を再実行することで、ロックピン５８とロック穴５９との位相を一致させてロックピン５８のロック動作を成功させることが可能である。この際、ロック制御の再実行回数は、１回のみでも良いし、ロックピン５８のロック動作が成功するまでロック制御の再実行を予め設定した最大回数を越えない範囲で繰り返すようにしても良い。
【００４８】
これに対し、上記ステップ１０５とステップ１１０で、いずれも「Ｎｏ」と判定された場合、つまりＶＣＴ位相の変動幅が前記第１判定値と前記第２判定値との範囲内である場合には、ステップ１１４に進み、ロックピン５８の突出不良（引っ込み放し）と判定し、次のステップ１１５で、警告ランプ７０（警告手段）を点灯又は点滅したり、運転席のインストルメントパネルの表示部（警告手段）に警告表示したりして、運転者に警告すると共に、その異常情報をエンジン制御回路２１のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリ（エンジン制御回路２１の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能な記憶手段）に記憶する。この後、ステップ１１６に進み、図８のフェイルセーフ処理ルーチンを実行する。
【００４９】
図８のフェイルセーフ処理ルーチが起動されると、まずステップ２０１で、エンジン１１の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定する。この際、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを、油温又は冷却水温が所定範囲内であるか否かで判定しても良い。例えば、油温、冷却水温が低い領域では、オイルの粘性（流動抵抗）が大きくなり、油圧を確保できる場合がある。
【００５０】
このステップ２０１で、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できると判定されれば、ステップ２０２に進み、アイドル時にＶＣＴ位相を中間ロック位相に制御する。これにより、ロックピン５８が突出しない異常事態が発生しても、ＶＣＴ位相を中間ロック位相に保持することができる。
【００５１】
これに対し、上記ステップ２０１で、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判定されれば、アイドル時にＶＣＴ位相を中間ロック位相に制御することが困難であるため、ステップ２０３に進み、アイドル時にＶＣＴ位相を吸気側カム軸１６のトルクが作用する方向の限界位相である最遅角位相に制御する。これにより、必要最低限の始動性やアイドル安定性を確保する。
【００５２】
或は、上記ステップ２０３で、アイドル回転速度を上昇させるようにしても良い。アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判定された場合でも、アイドル回転速度を上昇させれば、アイドル時のオイルポンプ２８の回転速度を上昇させて、ＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できる可能性がある。
【００５３】
以上説明した本実施例によれば、ロックピン５８が所定量以上突出した状態でのＶＣＴ位相制御特性と該ロックピン５８が突出していない状態でのＶＣＴ位相制御特性とが異なるように構成され、ロックモード中にロックピン５８が所定量以上突出しているか否かでＶＣＴ位相制御特性が異なってＶＣＴ位相の挙動が異なってくるため、ロックモード中にＶＣＴ位相の挙動に基づいてロックピン５８が所定量以上突出しているか否かを判定することが可能となる。これにより、ロックモード中にロックピン５８の突出具合を確認することができ、ロック状態と、ロック失敗（ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致）と、ロックピン５８の突出不良（引っ込み放し）とを判別することができる。
【００５４】
尚、本実施例は、本発明を吸気バルブの可変バルブタイミング装置に適用して具体化した実施例であるが、排気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用して実施しても良い。本発明を排気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用する場合は、排気バルブのＶＣＴ位相の制御方向（「進角」と「遅角」の関係）を吸気バルブのＶＣＴ位相の制御方向とは反対にすれば良い。例えば、フェイルセーフ処理で、アイドル時に排気バルブのＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判断したときに、排気バルブのＶＣＴ位相を排気側カム軸１７のトルクが作用する方向の限界位相である最進角位相に制御すれば良い。
【００５５】
その他、本発明は、可変バルブタイミング装置１８の構成、制御特性可変手段の構成、油圧制御弁２５，２６の構成等を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５６】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…クランク軸、１３…タイミングチェーン、１４，１５…スプロケット、１６…吸気カム軸、１７…排気カム軸、１８…可変バルブタイミング装置（ＶＣＴ）、１９…カム角センサ、２０…クランク角センサ、２１…エンジン制御回路（ロックピン突出具合判定手段，ロック制御手段）、２５…位相制御用の油圧制御弁（油圧制御装置）、２６…ロック制御用の油圧制御弁（油圧制御装置）、２８…オイルポンプ、３１…ハウジング、３５…ロータ、４０…流体室、４１…ベーン、４２…進角室、４３…遅角室、５０…中間ロック機構、５５…ばね、５８…ロックピン、５９…ロック穴、６２…スプリング（付勢手段）、６３…ロック解除用の油圧室、６４…スプリング収容室、６５…連通孔、６６…連通孔（連通手段）、７０…警告ランプ（警告手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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